Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Р-Элементы VI группы




К р-элементам VI группы относятся кисло­род (О), сера (S), селен (), теллур (Тe), полоний (Ро).

Общая электронная формула валентной зоны атомов имеет вид ns2np4, из которой следует, что на внешнем элек­тронном слое атомов рас­сматриваемых элементов находится шесть электро­нов и они могут проявлять четные валентности 2, 4, 6. Так как у атома кислорода отсутствует d-подуровень, поэтому возбужденные состояния невозможны и валентность ки­слорода равна только 2.

Все элементы данной подгруппы, за исключением полония, неметаллы.

Кислород является самым распространённым элементом земной коры. Молекула кисло­рода двухатомна (О2). При обычных условиях представля­ет собой газ без цвета и запаха, плохо растворимый в воде. В атмосфере Земли содержится 21 % (по объёму) кислорода. В природных соединениях кислород встречается в виде оксидов (Н2О, SiО2) и солей кислородных кислот. Промышленный способ получения кислорода – ректификация жидкого воз­духа. Воздух, азот и кислород хранят в жидком состоянии в сосудах Дьюара.

Кислород играет важную роль в природе. Он участвует в жизненно важном процессе – дыхании. Применение его разнообразно: производство серной и азотной кислот, выплавка металлов и др.

Аллотропной модификацией кислорода является озон (O3). Озон – один из сильнейших окислителей; по окислительной активности он уступает только фтору. Он окисляет все металлы, кроме золота и платиновых металлов, а также большинство неметаллов. В стратосфере Земли находится озоновый слой, поглощающий основную часть ультрафиолетового излучения.

Для обнаружения озона применяют следующую реакцию:

2КI + О3 + Н2О = I2 + 2КОН + О2.

Важным соединением кислорода является Н2О2 (Н–О–О–Н) – пероксид водорода.

Атомы кислоро­да в Н2О2 находятся в промежуточной степени окисления –1 и поэтому могут проявлять как окислительные, так и восстановительные

свойства. Например:

1) Н2О2 + 2КI = I2 + 2КОН

1 + 2 е = 2О2, 2I 2е = I2;

2) 5Н2О2 + 2КМnО4 + 3Н24 = 5О2 + 2МnSО4 + К24 + 8Н2О

1 2е = О2, Мn+7 + 5е = Мn+2.

 

Сера существует в нескольких аллотропных модификациях: ромбическая, моноклинная, пластическая. При нормальных условиях сера – твёрдое жёлтое вещество, нерастворимое в воде, но хорошо растворимое в органических растворителях.

Сера со многими металлами (Zn, Al, Fe, Сu, щелоч­ные и щелочноземельные металлы) взаимодействует непосредственно. Например,

2Аl + 3S → Al2S3.

При высокой температуре сера взаимодействует с водородом с образовани­ем сероводорода (H2S) – бесцветный газ с характерным запахом (тухлых яиц)

Н2 + S → Н2S.

Сероводород очень ядовит и способен вызвать тяжёлые отравления.

Сероводородная кислота является слабой двухосновной кислотой:

Н2S ↔ H+ + НS, К1 = 6∙108;

НS↔ H+ + S2, К2 = 1∙1014.

Сероводородная кислота образует соли – сульфиды, многие из которых характеризуются низкой растворимостью. Например:

CuSO4 + H2S ↔ CuS↓ + H2SO4,

Cu2+ + SO42 + H2S ↔ CuS↓ + 2H+ + SO42,

Cu2+ + H2S ↔ CuS↓ + 2H+.

При поджигании на воздухе сероводород горит голубоватым пламенем

2H2S + 3O2 → 2SO2 + 2Н2O (в избытке кислорода).

Оксид серы (IV) образуется при горении серы на воздухе. Он хорошо рас­творяется в воде с образованием сернистой кислоты:

SO2 + Н2O ↔ H2SO3.

Сернистая кислота – слабая двухосновная кислота. Она являются хорошими восстановителем и окисляется до серной кислоты:

2H2SO3 + O2 → 2H2SO4.

При высокой температуре в присутствии катализатора (V2O5, сплавы на ос­нове платины) диоксид серы окисляется кислородом до триоксида, который

в свою очередь используется для получения серной кислоты

SO3 + Н2O → Н24.

Н2SO4 – сильная двухосновная кислота. В разбавленных водных растворах она диссоциирует практически полностью Н2SO4 → 2Н+ + SO42. При растворении концентрированной серной кислоты в воде выделяется большое количество тепла.

Концентрированная серная кислота, особенно горячая, – энергичный окис­литель. Она восстанавливается металлами до SO2, S или Н2S. Чем активней металл, тем более глубоко восстанавливается кисло­та:

Сu + 2Н2SO4 (конц.) → СuSO4 + SO2↑ + 2Н2O,

3Zn + 4Н2SO4(конц.) → 3ZnSО4 + S↓ + 4Н2O,

Соли серной кислоты, сульфаты, как правило, хорошо растворимы. Из водных растворов выделяются в виде кристаллогидратов, называемых купоросами: СuSO4·5Н2O, FeSO4·7Н2O и др. Серная кислота образует также двойные соли – квасцы, существующие в кристаллическом состоянии:

К2SO4·Аl2(SO4)3·24Н2O или КАl(SO4)2·12Н2O и др.

В ряду Н2O – Н2S − Н2Sе − Н2Те с увеличением молекулярных масс должно наблюдаться повышение температур кипения. Как видно из рисунка 17.1, данная зависимость соблюдается, за исключением Н2О.

Ткип.

Рисунок 17.1 – Зависимость температур кипения водородных соединений р-элементов VI группы от молекулярной массы соединения

 

Ранее было показано, что аномально высокая температура кипения Н2О является следствием образования водородных связей между отдельными молекулами воды.

Селен по свойствам близок к сере. Селеновая кислота (Н2SеO4) также является сильной кислотой. Селен является важным биологическим микроэлементом.

Теллур образует очень слабую ортотеллуровою кислоту Н6ТеO6. Селен и теллур – полупроводники. Теллур служит легирующей добавкой к свинцу, улучшая его механические свойства. Все соединения селена и теллура ядовиты.

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 325; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.017 сек.